JPH1127964A - 超音波モータ装置および超音波モータ装置付き電子機器 - Google Patents
超音波モータ装置および超音波モータ装置付き電子機器Info
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- JPH1127964A JPH1127964A JP10109841A JP10984198A JPH1127964A JP H1127964 A JPH1127964 A JP H1127964A JP 10109841 A JP10109841 A JP 10109841A JP 10984198 A JP10984198 A JP 10984198A JP H1127964 A JPH1127964 A JP H1127964A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/14—Drive circuits; Control arrangements or methods
- H02N2/142—Small signal circuits; Means for controlling position or derived quantities, e.g. speed, torque, starting, stopping, reversing
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の課題は、実際の超音波モータ製造工
程において各製品間の特性の格差を簡単に補正し得るよ
うにして、特性（安定性、環境信頼性）を向上させた超
音波モータ装置を提供することである。 【解決手段】 電流計７０４は、定常電流時の増幅回路
５０２の電気特性を測定し、超音波モータ駆動回路の実
際の動作状態を解析する情報を提供する。該情報により
補正が必要と判断されたときは、位相調整回路７０２を
構成する可変抵抗、あるいは、可変コンデンサの値を微
調整することにより、位相のずれを補正する。
程において各製品間の特性の格差を簡単に補正し得るよ
うにして、特性（安定性、環境信頼性）を向上させた超
音波モータ装置を提供することである。 【解決手段】 電流計７０４は、定常電流時の増幅回路
５０２の電気特性を測定し、超音波モータ駆動回路の実
際の動作状態を解析する情報を提供する。該情報により
補正が必要と判断されたときは、位相調整回路７０２を
構成する可変抵抗、あるいは、可変コンデンサの値を微
調整することにより、位相のずれを補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータ装置
に係り、詳細には、超音波モータ駆動回路あるいは超音
波モータ装置の特性を測定し該測定値を解析した結果に
より、当該駆動回路を補正し、特性（安定性、環境信頼
性）を向上させた超音波モータ装置に関する。
に係り、詳細には、超音波モータ駆動回路あるいは超音
波モータ装置の特性を測定し該測定値を解析した結果に
より、当該駆動回路を補正し、特性（安定性、環境信頼
性）を向上させた超音波モータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、超音波モータ駆動回路は、例え
ば、特開昭６２−９２７８１号公報に開示されているよ
うに、可変発振器、９０°位相器、２つの電力増幅器、
電流検出器、電圧検出器及び制御回路等によって構成
し、温度や負荷、電源電圧等の変化に対する共振周波数
の変化に追従するようにしている為、駆動回路自体が非
常に複雑で、大型化するという問題があった。
ば、特開昭６２−９２７８１号公報に開示されているよ
うに、可変発振器、９０°位相器、２つの電力増幅器、
電流検出器、電圧検出器及び制御回路等によって構成
し、温度や負荷、電源電圧等の変化に対する共振周波数
の変化に追従するようにしている為、駆動回路自体が非
常に複雑で、大型化するという問題があった。
【０００３】この問題を解決するため、例えば、特開平
８−１０７６８６号公報のように駆動回路を増幅回路、
位相設定回路、圧電体を有する超音波モータからなる自
励発振回路とした構成にすることにより、駆動回路全体
を簡易化、小型化した提案がなされている。
８−１０７６８６号公報のように駆動回路を増幅回路、
位相設定回路、圧電体を有する超音波モータからなる自
励発振回路とした構成にすることにより、駆動回路全体
を簡易化、小型化した提案がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−１０７６８６号公報に開示されたような駆動回路
は、理論的な計算に基づいて、位相設定に係わる素子の
値を決定するわけであるが、実際には、超音波モータ駆
動回路中に使用する各素子の特性のばらつき、あるいは
超音波モータそのものの特性のばらつき等の原因によ
り、各製品間の特性の格差が生じる可能性が無視できな
いという問題があった。
８−１０７６８６号公報に開示されたような駆動回路
は、理論的な計算に基づいて、位相設定に係わる素子の
値を決定するわけであるが、実際には、超音波モータ駆
動回路中に使用する各素子の特性のばらつき、あるいは
超音波モータそのものの特性のばらつき等の原因によ
り、各製品間の特性の格差が生じる可能性が無視できな
いという問題があった。
【０００５】本発明の課題は、実際の超音波モータ製造
工程において各製品間の特性の格差を簡単に補正し得る
ようにして、特性（安定性、環境信頼性）を向上させた
超音波モータ装置を提供することである。
工程において各製品間の特性の格差を簡単に補正し得る
ようにして、特性（安定性、環境信頼性）を向上させた
超音波モータ装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
少なくとも圧電素子からなる振動体は、少なくとも増幅
回路と位相設定回路に接続され、振動体を所定の共振モ
ードで自励発振させる駆動回路を構成し、振動体に発生
する振動波によって移動体を摩擦駆動する超音波モータ
装置において、超音波モータ駆動回路の特性、あるい
は、超音波モータ装置の特性を測定する特性測定手段
と、前記特性測定手段による測定値を解析した結果に基
づいて、位相設定回路によって設定された位相のずれを
補正する位相調整部と、を備えたことを特徴としてい
る。
少なくとも圧電素子からなる振動体は、少なくとも増幅
回路と位相設定回路に接続され、振動体を所定の共振モ
ードで自励発振させる駆動回路を構成し、振動体に発生
する振動波によって移動体を摩擦駆動する超音波モータ
装置において、超音波モータ駆動回路の特性、あるい
は、超音波モータ装置の特性を測定する特性測定手段
と、前記特性測定手段による測定値を解析した結果に基
づいて、位相設定回路によって設定された位相のずれを
補正する位相調整部と、を備えたことを特徴としてい
る。
【０００７】請求項１記載の発明によれば、特性測定手
段によって、超音波モータ駆動回路、あるいは、超音波
モータ装置の特性を測定することにより、当該超音波モ
ータ装置の特性の誤差を判断する情報が得られ、その情
報に基づいて、位相調整部によりその特性の誤差を調整
すれば、超音波モータ駆動回路の位相は微調整され、当
該超音波モータ装置の特性が補正される。これは、超音
波モータは駆動される周波数によって特性が大きく変化
するが、自励発振回路においては設定した位相によって
発振周波数が変化すること、更にはコルピッツ型の発振
回路を利用した場合等においては位相調整部であるフィ
ルタ定数を変えることにより、圧電素子に印加される電
圧値も変化するという事実に基づく。
段によって、超音波モータ駆動回路、あるいは、超音波
モータ装置の特性を測定することにより、当該超音波モ
ータ装置の特性の誤差を判断する情報が得られ、その情
報に基づいて、位相調整部によりその特性の誤差を調整
すれば、超音波モータ駆動回路の位相は微調整され、当
該超音波モータ装置の特性が補正される。これは、超音
波モータは駆動される周波数によって特性が大きく変化
するが、自励発振回路においては設定した位相によって
発振周波数が変化すること、更にはコルピッツ型の発振
回路を利用した場合等においては位相調整部であるフィ
ルタ定数を変えることにより、圧電素子に印加される電
圧値も変化するという事実に基づく。
【０００８】したがって、回路設計上理論的に計算され
た値の素子で構成された超音波モータ駆動回路におけ
る、位相の理論値とのずれを補正できるとともに超音波
モータの特性を調整可能な構成となっているため、当該
超音波モータ装置の特性を向上かつ個々の装置のばらつ
きを小さくすることができる。請求項１２記載の発明
は、請求項１記載の超音波モータ装置において、増幅回
路の出力電圧を昇圧し、圧電素子に形成された電極パタ
ーンを励振駆動する昇圧回路と、増幅回路の増幅機能の
実行及び停止を外部から選択する停止信号発生回路と、
を備えたことを特徴としている。
た値の素子で構成された超音波モータ駆動回路におけ
る、位相の理論値とのずれを補正できるとともに超音波
モータの特性を調整可能な構成となっているため、当該
超音波モータ装置の特性を向上かつ個々の装置のばらつ
きを小さくすることができる。請求項１２記載の発明
は、請求項１記載の超音波モータ装置において、増幅回
路の出力電圧を昇圧し、圧電素子に形成された電極パタ
ーンを励振駆動する昇圧回路と、増幅回路の増幅機能の
実行及び停止を外部から選択する停止信号発生回路と、
を備えたことを特徴としている。
【０００９】請求項１２記載の発明によれば、請求項１
記載の超音波モータ装置において、昇圧回路を備えたこ
とにより、低電力電源で安定した動作をさせることが可
能となり、また、停止信号発生回路を備えたことによ
り、超音波モータ装置の動作、停止を簡易に制御するこ
とが可能となる。
記載の超音波モータ装置において、昇圧回路を備えたこ
とにより、低電力電源で安定した動作をさせることが可
能となり、また、停止信号発生回路を備えたことによ
り、超音波モータ装置の動作、停止を簡易に制御するこ
とが可能となる。
【００１０】したがって、低電力電源で駆動し、動作制
御も簡易にすることができる超音波モータ装置におい
て、位相の理論値とのずれを補正できる構成となってい
るため、当該超音波モータ装置の特性を向上かつ個々の
装置ばらつきを小さくすることができる。
御も簡易にすることができる超音波モータ装置におい
て、位相の理論値とのずれを補正できる構成となってい
るため、当該超音波モータ装置の特性を向上かつ個々の
装置ばらつきを小さくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図８を参照して本発
明に係る超音波モータ装置付き電子機器の実施の形態を
詳細に説明する。 （第１の実施の形態）以下、図１〜図５を参照して本発
明に係る超音波モータ装置の第１の実施の形態を詳細に
説明する。
明に係る超音波モータ装置付き電子機器の実施の形態を
詳細に説明する。 （第１の実施の形態）以下、図１〜図５を参照して本発
明に係る超音波モータ装置の第１の実施の形態を詳細に
説明する。
【００１２】図１は、本発明に係る超音波モータ装置の
第１の実施の形態である超音波モータ装置１０を示すブ
ロック図である。図２は、超音波モータ装置１０を駆動
する超音波モータ駆動回路１１を示す回路図である。ま
ず、図１及び図２を参照して構成を説明する。
第１の実施の形態である超音波モータ装置１０を示すブ
ロック図である。図２は、超音波モータ装置１０を駆動
する超音波モータ駆動回路１１を示す回路図である。ま
ず、図１及び図２を参照して構成を説明する。
【００１３】図１において、超音波モータ装置１０は振
動体１０１、圧電素子１０２、移動体１０８、加圧手段
１０９、増幅回路５０２、位相設定回路７０１、位相調
整回路７０２、電源７０３及び電流計７０４によって構
成されている。図１及び図２において、振動体１０１は
その一方の面が、圧電素子１０２の１つの面と接合され
ており、駆動回路により励振駆動される圧電素子１０２
の振動を受けて振動し、他方の面で接触する移動体１０
８に該振動を伝達する。
動体１０１、圧電素子１０２、移動体１０８、加圧手段
１０９、増幅回路５０２、位相設定回路７０１、位相調
整回路７０２、電源７０３及び電流計７０４によって構
成されている。図１及び図２において、振動体１０１は
その一方の面が、圧電素子１０２の１つの面と接合され
ており、駆動回路により励振駆動される圧電素子１０２
の振動を受けて振動し、他方の面で接触する移動体１０
８に該振動を伝達する。
【００１４】移動体１０８は、一方の面で加圧手段１０
９によって、一定の圧力で振動体１０１に接触するよう
に加圧され、振動体１０１の振動を受けて回転運動をす
る。加圧手段１０９は、移動体１０８を振動体１０１に
対して一定の圧力で接触させるように配置され、移動体
１０８が振動体１０１との間に適切な摩擦力を発生させ
安定した回転運動をするのを補助する。
９によって、一定の圧力で振動体１０１に接触するよう
に加圧され、振動体１０１の振動を受けて回転運動をす
る。加圧手段１０９は、移動体１０８を振動体１０１に
対して一定の圧力で接触させるように配置され、移動体
１０８が振動体１０１との間に適切な摩擦力を発生させ
安定した回転運動をするのを補助する。
【００１５】圧電素子１０２は、その一方の面が、振動
体１０１の１つの面と接合されており、また他方の面
は、電極パターン１０３ａ、１０３ｂを有しており、駆
動回路中の１素子として駆動回路を構成し、駆動回路に
発生する固有周波数を主成分とする励振信号により自励
発振し、該自励発振による振動を振動体１０１に伝達す
る。
体１０１の１つの面と接合されており、また他方の面
は、電極パターン１０３ａ、１０３ｂを有しており、駆
動回路中の１素子として駆動回路を構成し、駆動回路に
発生する固有周波数を主成分とする励振信号により自励
発振し、該自励発振による振動を振動体１０１に伝達す
る。
【００１６】電極パターン１０３ａは、圧電素子１０２
の振動体１０１と接合された面の反対の面に形成されて
おり、圧電素子１０２の励振信号を検出し、結線１０４
ａを通して該励振信号を増幅回路５０２に伝達する。増
幅回路５０２は、インバータ２１０と抵抗２１２の並列
接続によって構成され、その入力端子が電極パターン１
０３ａと、その出力端子が位相設定回路７０１と、更に
電源入力端子が電流計７０４と接続されており、電極パ
ターン１０３ａにより検出された励振信号を反転増幅し
て位相設定回路７０１に送る。
の振動体１０１と接合された面の反対の面に形成されて
おり、圧電素子１０２の励振信号を検出し、結線１０４
ａを通して該励振信号を増幅回路５０２に伝達する。増
幅回路５０２は、インバータ２１０と抵抗２１２の並列
接続によって構成され、その入力端子が電極パターン１
０３ａと、その出力端子が位相設定回路７０１と、更に
電源入力端子が電流計７０４と接続されており、電極パ
ターン１０３ａにより検出された励振信号を反転増幅し
て位相設定回路７０１に送る。
【００１７】位相設定回路７０１は、抵抗２１３とコン
デンサ２１６による積分回路及び、インバータ２１１と
抵抗２１４の並列接続による反転増幅回路によって高次
モードを抑制する一種のローパスフィルタ構成され、回
路設計上の計算で求められた値の素子（抵抗２１３、抵
抗２１４、コンデンサ２１６、インバータ２１０，２１
１）を使用して、増幅回路５０２により増幅された励振
信号の位相を設定する。
デンサ２１６による積分回路及び、インバータ２１１と
抵抗２１４の並列接続による反転増幅回路によって高次
モードを抑制する一種のローパスフィルタ構成され、回
路設計上の計算で求められた値の素子（抵抗２１３、抵
抗２１４、コンデンサ２１６、インバータ２１０，２１
１）を使用して、増幅回路５０２により増幅された励振
信号の位相を設定する。
【００１８】位相調整回路７０２は、図２中では、位相
設定回路７０１と素子を共有しており、可変抵抗２１３
及び可変コンデンサ２１６によって構成され、位相設定
回路７０１により設定された励振信号の位相を、電流計
７０４による超音波モータ装置の消費電流値や増幅回路
５０２の特性測定値の解析に基づいて、更に微調整す
る。抵抗２１５は、励振信号の平滑化処理を行う。
設定回路７０１と素子を共有しており、可変抵抗２１３
及び可変コンデンサ２１６によって構成され、位相設定
回路７０１により設定された励振信号の位相を、電流計
７０４による超音波モータ装置の消費電流値や増幅回路
５０２の特性測定値の解析に基づいて、更に微調整す
る。抵抗２１５は、励振信号の平滑化処理を行う。
【００１９】発振駆動回路１０５は、増幅回路５０２、
位相設定回路７０１及び抵抗２１５により構成されてお
り、位相設定、増幅処理及び平滑処理を行う。電極パタ
ーン１０３ｂは、圧電素子１０２の振動体１０１と接合
された面の反対の面に形成されており、発振駆動回路１
０５により発生される励振信号を、圧電素子１０２に対
して出力する。
位相設定回路７０１及び抵抗２１５により構成されてお
り、位相設定、増幅処理及び平滑処理を行う。電極パタ
ーン１０３ｂは、圧電素子１０２の振動体１０１と接合
された面の反対の面に形成されており、発振駆動回路１
０５により発生される励振信号を、圧電素子１０２に対
して出力する。
【００２０】電流計７０４は、図２中には図示しない
が、その１端子が図２中には図示しない電源７０３と、
他の１端子がインバータ２１０の電源入力端子と接続さ
れており、増幅回路５０２の電気特性（トランジスタに
おける電流増幅率等）を測定し、位相調整回路７０２に
おける位相調整に必要な情報を提供する。次に、図２を
参照して作用を説明する。
が、その１端子が図２中には図示しない電源７０３と、
他の１端子がインバータ２１０の電源入力端子と接続さ
れており、増幅回路５０２の電気特性（トランジスタに
おける電流増幅率等）を測定し、位相調整回路７０２に
おける位相調整に必要な情報を提供する。次に、図２を
参照して作用を説明する。
【００２１】図２において、図示しない電源７０３がＯ
Ｎの状態になると、インバータ２１０により出力された
信号は、位相設定回路７０１によって位相設定された方
形波信号となる。該方形波信号は、抵抗２１５によって
平滑化され、励振信号として結線１０４ｂを通って電極
パターン１０３ｂにより、圧電素子１０２に対して出力
される。圧電素子１０２に入力された該励振信号は、圧
電素子１０２を振動させ、圧電素子１０２の振動情報
は、電極パターン１０３ａにより検出され結線１０４ａ
を通して増幅回路５０２に入力される。
Ｎの状態になると、インバータ２１０により出力された
信号は、位相設定回路７０１によって位相設定された方
形波信号となる。該方形波信号は、抵抗２１５によって
平滑化され、励振信号として結線１０４ｂを通って電極
パターン１０３ｂにより、圧電素子１０２に対して出力
される。圧電素子１０２に入力された該励振信号は、圧
電素子１０２を振動させ、圧電素子１０２の振動情報
は、電極パターン１０３ａにより検出され結線１０４ａ
を通して増幅回路５０２に入力される。
【００２２】増幅回路５０２の入力すなわちインバータ
２１０の入力信号が、インバータ２１０によって反転増
幅され、位相設定回路７０１に出力されることにより、
励振信号はフィードバックされ、超音波モータ駆動回路
１１には、電源７０３がＯＮ状態のときは、固有周波数
を主成分とした励振信号が永続的に発生されることにな
る。
２１０の入力信号が、インバータ２１０によって反転増
幅され、位相設定回路７０１に出力されることにより、
励振信号はフィードバックされ、超音波モータ駆動回路
１１には、電源７０３がＯＮ状態のときは、固有周波数
を主成分とした励振信号が永続的に発生されることにな
る。
【００２３】ここで、超音波モータ駆動回路１１を構成
する各素子の値は、回路設計上理論的に計算されている
ので、超音波モータ駆動回路１１に発生する励振信号は
期待通りの周波数、振動振幅が得られるはずであるが、
実際の製造工程においては、駆動回路は、回路を構成す
る各素子の特性の誤差、圧電素子の特性、振動体寸法等
を含んでおり、必ずしも期待通りの周波数あるいは振幅
の振動波を発生するとは限らない。
する各素子の値は、回路設計上理論的に計算されている
ので、超音波モータ駆動回路１１に発生する励振信号は
期待通りの周波数、振動振幅が得られるはずであるが、
実際の製造工程においては、駆動回路は、回路を構成す
る各素子の特性の誤差、圧電素子の特性、振動体寸法等
を含んでおり、必ずしも期待通りの周波数あるいは振幅
の振動波を発生するとは限らない。
【００２４】そこで、増幅回路の電気的特性、例えば図
２ではインバータ２１０、２１０の電気特性（高レベル
出力電流、もしくは低レベル出力電流、あるいは両者の
比）を図示しない電流計、電源による測定システムによ
り算出し、駆動回路の実際の動作状態を解析する情報を
提供する。該情報により、補正が必要と判断されたとき
は、位相調整回路７０２を構成する可変抵抗２１３、あ
るいは、可変コンデンサ２１６の値を微調整することに
より、位相のずれを補正する。
２ではインバータ２１０、２１０の電気特性（高レベル
出力電流、もしくは低レベル出力電流、あるいは両者の
比）を図示しない電流計、電源による測定システムによ
り算出し、駆動回路の実際の動作状態を解析する情報を
提供する。該情報により、補正が必要と判断されたとき
は、位相調整回路７０２を構成する可変抵抗２１３、あ
るいは、可変コンデンサ２１６の値を微調整することに
より、位相のずれを補正する。
【００２５】超音波モータ駆動回路１１において、位相
設定回路７０１を構成する素子である抵抗２１３及びコ
ンデンサ２１６を可変とし、位相調整回路７０２とした
理由は、抵抗２１３とコンデンサ２１６によって構成さ
れる積分回路が、その時定数（抵抗２１３の値とコンデ
ンサ２１６の値の積）により、位相の調整に関与するも
のであることによる。
設定回路７０１を構成する素子である抵抗２１３及びコ
ンデンサ２１６を可変とし、位相調整回路７０２とした
理由は、抵抗２１３とコンデンサ２１６によって構成さ
れる積分回路が、その時定数（抵抗２１３の値とコンデ
ンサ２１６の値の積）により、位相の調整に関与するも
のであることによる。
【００２６】このことを考慮すると、位相調整回路７０
２を構成するために必ずしも抵抗２１３及びコンデンサ
２１６の両素子を可変とする必要はなく、抵抗２１３、
コンデンサ２１６の内少なくとも一方が可変であればよ
い。抵抗２１３、コンデンサ２１６の内少なくとも何れ
か１つを新たな構成の回路としてもよく、位相調整回路
７０２として可能な構成は無数にあるが、その例として
以下に２例のみを挙げる。
２を構成するために必ずしも抵抗２１３及びコンデンサ
２１６の両素子を可変とする必要はなく、抵抗２１３、
コンデンサ２１６の内少なくとも一方が可変であればよ
い。抵抗２１３、コンデンサ２１６の内少なくとも何れ
か１つを新たな構成の回路としてもよく、位相調整回路
７０２として可能な構成は無数にあるが、その例として
以下に２例のみを挙げる。
【００２７】例えば、位相調整回路７０２として、図３
（ａ）に示すような固定用コンデンサ２１６（ａ）と調
整用コンデンサ２１７を並列接続した回路を図２中のコ
ンデンサ２１６を代替するものとして図２中のＡの部分
に挿入した構成としてもよい。図３（ａ）を図２中のＡ
の部分に挿入した構成とすると、理論上計算した値の固
定コンデンサ２１６（ａ）により大まかな位相設定がさ
れ、微調整が必要な場合には、適した静電容量の調整用
コンデンサ２１７を挿入配置することにより調整が可能
となる。
（ａ）に示すような固定用コンデンサ２１６（ａ）と調
整用コンデンサ２１７を並列接続した回路を図２中のコ
ンデンサ２１６を代替するものとして図２中のＡの部分
に挿入した構成としてもよい。図３（ａ）を図２中のＡ
の部分に挿入した構成とすると、理論上計算した値の固
定コンデンサ２１６（ａ）により大まかな位相設定がさ
れ、微調整が必要な場合には、適した静電容量の調整用
コンデンサ２１７を挿入配置することにより調整が可能
となる。
【００２８】同じように、図３（ｂ）にしめすような容
量の異なる固定コンデンサ（固定用コンデンサ２１６
（ｂ）及び複数の調整用コンデンサ２１７（１），２１
７（２），・・・，２１７（ｎ））を並列に接続した回路
を図２中のコンデンサ２１６を代替するものとして図２
中のＡの部分に挿入した構成としてもよい。図３（ｂ）
を挿入した構成とすると、理論上計算した値の固定コン
デンサ２１６（ｂ）により大まかな位相設定がされ、微
調整が必要な場合には、当該複数の調整用コンデンサ
（コンデンサ２１７（１），２１７（２），・・・，２１
７（ｎ））が装着されている基板上のパターンを必要量
のコンデンサ容量になるように選択的に切断することに
より、調整作業を機械によって自動化することが容易と
なり、簡易な調整が可能となる。
量の異なる固定コンデンサ（固定用コンデンサ２１６
（ｂ）及び複数の調整用コンデンサ２１７（１），２１
７（２），・・・，２１７（ｎ））を並列に接続した回路
を図２中のコンデンサ２１６を代替するものとして図２
中のＡの部分に挿入した構成としてもよい。図３（ｂ）
を挿入した構成とすると、理論上計算した値の固定コン
デンサ２１６（ｂ）により大まかな位相設定がされ、微
調整が必要な場合には、当該複数の調整用コンデンサ
（コンデンサ２１７（１），２１７（２），・・・，２１
７（ｎ））が装着されている基板上のパターンを必要量
のコンデンサ容量になるように選択的に切断することに
より、調整作業を機械によって自動化することが容易と
なり、簡易な調整が可能となる。
【００２９】更に、超音波モータ駆動回路１１の特性を
測定する方法に関しても、前記、増幅回路５０２の特性
を電流計７０４を用いて測定する方法に限定されること
はなく、様々な測定方法の中から状況に適した方法を選
択することが可能である。以下、図４及び図５を参照し
て、超音波モータ駆動回路１１の特性を測定する方法と
して、２例について図１の方法との相違点のみを説明す
る。
測定する方法に関しても、前記、増幅回路５０２の特性
を電流計７０４を用いて測定する方法に限定されること
はなく、様々な測定方法の中から状況に適した方法を選
択することが可能である。以下、図４及び図５を参照し
て、超音波モータ駆動回路１１の特性を測定する方法と
して、２例について図１の方法との相違点のみを説明す
る。
【００３０】図４及び図５は、本発明に係る超音波モー
タ装置の第１の実施の形態において図１に示すものとは
別の測定方法を使用した例を示すブロック図である。図
４は、図１において、駆動回路の特性測定手段である電
流計７０４を取り除き、代替手段として、増幅回路５０
２と位相設定回路７０１の間に周波数カウンタ７０５を
配置した構成となっている。周波数カウンタ７０５を用
いた特性測定方法は、前記増幅回路の特性測定方法と比
較して、期待する周波数を得られているか否かを測定す
る上で、より直接的な測定手段であるとともに、駆動周
波数は超音波モータの消費電流とともに振動振幅とも密
接な関係が有り、得られる補正のための情報もより信頼
性があり、補正も有効に行うことが出来る。
タ装置の第１の実施の形態において図１に示すものとは
別の測定方法を使用した例を示すブロック図である。図
４は、図１において、駆動回路の特性測定手段である電
流計７０４を取り除き、代替手段として、増幅回路５０
２と位相設定回路７０１の間に周波数カウンタ７０５を
配置した構成となっている。周波数カウンタ７０５を用
いた特性測定方法は、前記増幅回路の特性測定方法と比
較して、期待する周波数を得られているか否かを測定す
る上で、より直接的な測定手段であるとともに、駆動周
波数は超音波モータの消費電流とともに振動振幅とも密
接な関係が有り、得られる補正のための情報もより信頼
性があり、補正も有効に行うことが出来る。
【００３１】図５は、図１において、駆動回路の特性測
定手段である電流計７０４を取り除き、代替手段とし
て、移動体１０８の回転数を計測する回転計７０６を配
置した構成となっている。回転計７０６を用いた特性測
定方法は、前記電流計７０４を用いた特性測定方法及び
前記周波数カウンタ７０５を用いた特性測定方法と比較
して、超音波モータ装置１０が期待する回転数で動作し
ているか否かを測定する上で、更に直接的な測定手段で
あるから、測定値により得られる補正のための情報もよ
り信頼性があり、補正も有効に行うことが出来る。尚、
超音波モータ装置１０の回転数だけでなくトルク、動作
電圧範囲、消費電流、駆動周波数等によって補正を行っ
てもかなわない。
定手段である電流計７０４を取り除き、代替手段とし
て、移動体１０８の回転数を計測する回転計７０６を配
置した構成となっている。回転計７０６を用いた特性測
定方法は、前記電流計７０４を用いた特性測定方法及び
前記周波数カウンタ７０５を用いた特性測定方法と比較
して、超音波モータ装置１０が期待する回転数で動作し
ているか否かを測定する上で、更に直接的な測定手段で
あるから、測定値により得られる補正のための情報もよ
り信頼性があり、補正も有効に行うことが出来る。尚、
超音波モータ装置１０の回転数だけでなくトルク、動作
電圧範囲、消費電流、駆動周波数等によって補正を行っ
てもかなわない。
【００３２】しかし、特性測定方法の信頼性が増すこと
と比例して、該特性測定方法の製造工程における煩雑性
も増すので、いかなる特性測定方法を選択するかは、状
況により適宜決定する必要がある。例えば、電流計７０
４を用いて特性測定する場合（図１）あるいは、周波数
カウンタ７０５を用いて特性測定する場合（図４）に
は、その測定方法が構造にはよらず、回路の特性を測定
する方法である場合には、製造工程において、超音波モ
ータの回転部である移動体１０８と、移動体１０８を振
動体１０１に加圧接触させる加圧手段１０９のような構
造的部材を取り付ける前に、圧電素子（１０２）を接合
した振動体１０１、あるいは圧電素子（１０２）のみ
等、駆動回路中における負荷となるような弾性体を、回
転部を代替する部材として用いることもできる。この場
合、移動体の摩耗による特性変化を気にすること無く、
基準となるステータを用意すれば能率良く長期間に渡っ
て信頼性のある回路の特性が測定できる。また、当然の
ことながら前述した様に回路素子の特性、例えば増幅回
路の特性を測定する場合には負荷を付けずに回路素子単
体の特性を測定し、後工程で位相、容量値、抵抗値等の
調整を行っても構わない。
と比例して、該特性測定方法の製造工程における煩雑性
も増すので、いかなる特性測定方法を選択するかは、状
況により適宜決定する必要がある。例えば、電流計７０
４を用いて特性測定する場合（図１）あるいは、周波数
カウンタ７０５を用いて特性測定する場合（図４）に
は、その測定方法が構造にはよらず、回路の特性を測定
する方法である場合には、製造工程において、超音波モ
ータの回転部である移動体１０８と、移動体１０８を振
動体１０１に加圧接触させる加圧手段１０９のような構
造的部材を取り付ける前に、圧電素子（１０２）を接合
した振動体１０１、あるいは圧電素子（１０２）のみ
等、駆動回路中における負荷となるような弾性体を、回
転部を代替する部材として用いることもできる。この場
合、移動体の摩耗による特性変化を気にすること無く、
基準となるステータを用意すれば能率良く長期間に渡っ
て信頼性のある回路の特性が測定できる。また、当然の
ことながら前述した様に回路素子の特性、例えば増幅回
路の特性を測定する場合には負荷を付けずに回路素子単
体の特性を測定し、後工程で位相、容量値、抵抗値等の
調整を行っても構わない。
【００３３】このような方法によれば、構造的部材を取
り付ける前に位相調整が可能となり、製造工程における
調整作業は容易となる。上記のような複数の位相調整回
路および特性測定方法より選択された位相調整方法によ
って、期待する周波数あるいは振幅に調整された励振信
号によって、圧電素子１０２は、圧電素子１０２の１つ
の面に接合された振動体１０１を期待する特定の周波数
もしくは振幅で振動させる。圧電素子１０２の振動を受
けて振動する振動体１０１は、加圧手段１０９により一
定圧力で振動体１０１に接触するように配置された移動
体１０８を、自身の振動を伝達することにより回転させ
る。
り付ける前に位相調整が可能となり、製造工程における
調整作業は容易となる。上記のような複数の位相調整回
路および特性測定方法より選択された位相調整方法によ
って、期待する周波数あるいは振幅に調整された励振信
号によって、圧電素子１０２は、圧電素子１０２の１つ
の面に接合された振動体１０１を期待する特定の周波数
もしくは振幅で振動させる。圧電素子１０２の振動を受
けて振動する振動体１０１は、加圧手段１０９により一
定圧力で振動体１０１に接触するように配置された移動
体１０８を、自身の振動を伝達することにより回転させ
る。
【００３４】以上説明したように、本実施の形態におい
ては、理論上計算された値の素子により大まかに位相設
定された駆動回路の励振信号の位相を、何らかの特性測
定方法によって測定し、該測定によって得られた情報に
基づいて位相の微調整をすることが可能な構成となって
いるので、各製品間の特性の格差を簡単に補正し、超音
波モータ装置の特性を向上することが可能となる。
ては、理論上計算された値の素子により大まかに位相設
定された駆動回路の励振信号の位相を、何らかの特性測
定方法によって測定し、該測定によって得られた情報に
基づいて位相の微調整をすることが可能な構成となって
いるので、各製品間の特性の格差を簡単に補正し、超音
波モータ装置の特性を向上することが可能となる。
【００３５】（第２の実施の形態）以下、図６及び図７
を参照して本発明に係る超音波モータ装置の第２の実施
の形態を詳細に説明する。図６は、本発明に係る超音波
モータ装置の第２の実施の形態である超音波モータ装置
２０を示すブロック図である。
を参照して本発明に係る超音波モータ装置の第２の実施
の形態を詳細に説明する。図６は、本発明に係る超音波
モータ装置の第２の実施の形態である超音波モータ装置
２０を示すブロック図である。
【００３６】図７は、超音波モータ装置２０を駆動する
超音波モータ駆動回路２１を示す回路図であり、コルピ
ッツ型の発振回路を基本とし、昇圧回路を有する構成と
なっている。まず、図６及び図７を参照して構成を説明
する。図６において、超音波モータ装置２０は振動体１
０１、圧電素子１０２、移動体１０８、加圧手段１０
９、昇圧回路５０１、増幅回路５０２、停止信号発生回
路６０１、位相設定回路７０１、位相調整回路７０２、
電源７０３及び電流計７０４によって構成されている。
超音波モータ駆動回路２１を示す回路図であり、コルピ
ッツ型の発振回路を基本とし、昇圧回路を有する構成と
なっている。まず、図６及び図７を参照して構成を説明
する。図６において、超音波モータ装置２０は振動体１
０１、圧電素子１０２、移動体１０８、加圧手段１０
９、昇圧回路５０１、増幅回路５０２、停止信号発生回
路６０１、位相設定回路７０１、位相調整回路７０２、
電源７０３及び電流計７０４によって構成されている。
【００３７】以下、第１の実施の形態で参照した図１、
図２との相違点のみについて説明する。図６及び図７に
おいて、振動体１０１はその一方の面が、圧電素子１０
２の１つの面と接合されており、駆動回路により励振駆
動される圧電素子１０２の振動により振動し、他方の面
で接触する移動体１０８に該振動を伝達する。また、振
動体１０１は電極も兼ねており、圧電素子１０２の振動
情報を検出し増幅回路５０２に対して出力する。
図２との相違点のみについて説明する。図６及び図７に
おいて、振動体１０１はその一方の面が、圧電素子１０
２の１つの面と接合されており、駆動回路により励振駆
動される圧電素子１０２の振動により振動し、他方の面
で接触する移動体１０８に該振動を伝達する。また、振
動体１０１は電極も兼ねており、圧電素子１０２の振動
情報を検出し増幅回路５０２に対して出力する。
【００３８】圧電素子１０２は、その一方の面が、振動
体１０１の１つの面と接合されており、また他方の面
は、電極パターン１０３を有しており、駆動回路中の１
素子として駆動回路を構成し、駆動回路に発生する固有
周波数を主成分とする励振信号により自励発振し、該自
励発振による振動を振動体１０１に伝達する。増幅回路
５０２は、ＮＡＮＤゲート５０７と抵抗５０６の並列接
続によって構成され、ＮＡＮＤゲート５０７の一方の入
力端子が振動体１０１と、他方の入力端子が停止信号発
生回路６０１と、出力端子が位相設定回路７０１と、更
に電源入力端子が電流計７０４と接続されており、振動
体１０１により検出された励振信号を反転増幅して位相
設定回路７０１に送る。
体１０１の１つの面と接合されており、また他方の面
は、電極パターン１０３を有しており、駆動回路中の１
素子として駆動回路を構成し、駆動回路に発生する固有
周波数を主成分とする励振信号により自励発振し、該自
励発振による振動を振動体１０１に伝達する。増幅回路
５０２は、ＮＡＮＤゲート５０７と抵抗５０６の並列接
続によって構成され、ＮＡＮＤゲート５０７の一方の入
力端子が振動体１０１と、他方の入力端子が停止信号発
生回路６０１と、出力端子が位相設定回路７０１と、更
に電源入力端子が電流計７０４と接続されており、振動
体１０１により検出された励振信号を反転増幅して位相
設定回路７０１に送る。
【００３９】停止信号発生回路６０１は、通常の駆動回
路動作状態では動作信号（Ｈｉｇｈ信号）を出力してい
るが、停止信号（Ｌｏｗ信号）をＮＡＮＤゲート５０７
及びＮＯＲゲート５０９（ＮＯＲゲート５０９に出力さ
れる信号は、インバータ５０８によって反転されてい
る。）に出力することによって、駆動回路に発生する励
振信号を停止させる。
路動作状態では動作信号（Ｈｉｇｈ信号）を出力してい
るが、停止信号（Ｌｏｗ信号）をＮＡＮＤゲート５０７
及びＮＯＲゲート５０９（ＮＯＲゲート５０９に出力さ
れる信号は、インバータ５０８によって反転されてい
る。）に出力することによって、駆動回路に発生する励
振信号を停止させる。
【００４０】位相設定回路７０１は、抵抗２１３とコン
デンサ２１６による積分回路及び、ＮＯＲゲート５０９
による反転増幅回路によって構成され、回路設計上の計
算で求められた値の素子（抵抗２１３、コンデンサ２１
６）を使用して、増幅回路５０２により増幅された励振
信号の位相を設定する。位相調整回路７０２は、図７中
では、位相設定回路７０１と素子を共有しており、可変
抵抗２１３及び可変コンデンサ２１６によって構成さ
れ、位相設定回路７０１により設定された励振信号の位
相を、電流計７０４による増幅回路５０２の特性測定値
に基づいて、更に微調整する。また、コンデンサ５０５
を可変しても同様の効果が得られる。
デンサ２１６による積分回路及び、ＮＯＲゲート５０９
による反転増幅回路によって構成され、回路設計上の計
算で求められた値の素子（抵抗２１３、コンデンサ２１
６）を使用して、増幅回路５０２により増幅された励振
信号の位相を設定する。位相調整回路７０２は、図７中
では、位相設定回路７０１と素子を共有しており、可変
抵抗２１３及び可変コンデンサ２１６によって構成さ
れ、位相設定回路７０１により設定された励振信号の位
相を、電流計７０４による増幅回路５０２の特性測定値
に基づいて、更に微調整する。また、コンデンサ５０５
を可変しても同様の効果が得られる。
【００４１】昇圧回路５０１は、昇圧コイル５０３及び
ＮＰＮトランジスタ５０４によって構成され、励振信号
を昇圧して電極パターン１０３に出力する。電極パター
ン１０３は、圧電素子１０２の振動体１０１と接合され
た面の反対の面に形成されており、発振駆動回路により
発生される励振信号を、圧電素子１０２に対して出力す
る。
ＮＰＮトランジスタ５０４によって構成され、励振信号
を昇圧して電極パターン１０３に出力する。電極パター
ン１０３は、圧電素子１０２の振動体１０１と接合され
た面の反対の面に形成されており、発振駆動回路により
発生される励振信号を、圧電素子１０２に対して出力す
る。
【００４２】次に、図７を参照して作用を説明する。図
７において、図示しない電源７０３がＯＮの状態にな
り、停止信号発生回路６０１からは動作信号（Ｈｉｇｈ
信号）が出力されると、ＮＡＮＤゲート５０７の振動体
１０１と接続された入力端子の入力はＬｏｗ信号である
ことから、ＮＡＮＤゲート５０７はＨｉｇｈ信号を出力
する。ＮＡＮＤゲート５０７により出力された該Ｈｉｇ
ｈ信号は、位相設定回路７０１によって位相設定された
方形波信号となる。該方形波信号は、昇圧回路５０１に
よって昇圧処理されると同時に平滑化され、励振信号と
して電極パターン１０３により、圧電素子１０２に対し
て出力される。圧電素子１０２に入力された該励振信号
は、圧電素子１０２を振動させ、圧電素子１０２の振動
情報は、振動体１０１により検出され増幅回路５０２に
入力される。
７において、図示しない電源７０３がＯＮの状態にな
り、停止信号発生回路６０１からは動作信号（Ｈｉｇｈ
信号）が出力されると、ＮＡＮＤゲート５０７の振動体
１０１と接続された入力端子の入力はＬｏｗ信号である
ことから、ＮＡＮＤゲート５０７はＨｉｇｈ信号を出力
する。ＮＡＮＤゲート５０７により出力された該Ｈｉｇ
ｈ信号は、位相設定回路７０１によって位相設定された
方形波信号となる。該方形波信号は、昇圧回路５０１に
よって昇圧処理されると同時に平滑化され、励振信号と
して電極パターン１０３により、圧電素子１０２に対し
て出力される。圧電素子１０２に入力された該励振信号
は、圧電素子１０２を振動させ、圧電素子１０２の振動
情報は、振動体１０１により検出され増幅回路５０２に
入力される。
【００４３】停止信号発生回路６０１からＨｉｇｈ信号
が出力されている場合、ＮＡＮＤゲート５０７は、振動
体１０１からの信号を反転増幅するインバータとして動
作するので、増幅回路５０２の入力すなわちＮＡＮＤゲ
ート５０７の振動体１０１からの入力信号が、ＮＡＮＤ
ゲート５０７によって、反転増幅され位相設定回路７０
１に出力されることにより、励振信号はフィードバック
され、超音波モータ駆動回路２１には、電源がＯＮであ
り停止信号発生回路６０１から動作信号（Ｈｉｇｈ信
号）が出力されている場合には、固有周波数を主成分と
した励振信号が永続的に発生されることになる。
が出力されている場合、ＮＡＮＤゲート５０７は、振動
体１０１からの信号を反転増幅するインバータとして動
作するので、増幅回路５０２の入力すなわちＮＡＮＤゲ
ート５０７の振動体１０１からの入力信号が、ＮＡＮＤ
ゲート５０７によって、反転増幅され位相設定回路７０
１に出力されることにより、励振信号はフィードバック
され、超音波モータ駆動回路２１には、電源がＯＮであ
り停止信号発生回路６０１から動作信号（Ｈｉｇｈ信
号）が出力されている場合には、固有周波数を主成分と
した励振信号が永続的に発生されることになる。
【００４４】しかし、停止信号発生回路６０１から停止
信号（Ｌｏｗ信号）が出力されると、ＮＡＮＤゲート５
０７は停止信号発生回路６０１からのＬｏｗ信号入力に
より、定常的にＨｉｇｈ信号を出力するようになり、該
Ｈｉｇｈ信号はＮＯＲゲート５０９の１入力端子に入力
される。停止信号発生回路６０１からの停止信号（Ｌｏ
ｗ信号）は、インバータ５０８によって反転されＨｉｇ
ｈ信号としてＮＯＲゲート５０９の他方の入力端子にも
入力される。上記２つのＨｉｇｈ信号入力により、ＮＯ
Ｒゲート５０９は定常的にＬｏｗ信号を出力する。ＮＯ
Ｒゲート５０９の出力がＬｏｗ信号となると、ＮＰＮト
ランジスタ５０４はＯＦＦ状態となり、駆動回路の励振
信号は停止される。
信号（Ｌｏｗ信号）が出力されると、ＮＡＮＤゲート５
０７は停止信号発生回路６０１からのＬｏｗ信号入力に
より、定常的にＨｉｇｈ信号を出力するようになり、該
Ｈｉｇｈ信号はＮＯＲゲート５０９の１入力端子に入力
される。停止信号発生回路６０１からの停止信号（Ｌｏ
ｗ信号）は、インバータ５０８によって反転されＨｉｇ
ｈ信号としてＮＯＲゲート５０９の他方の入力端子にも
入力される。上記２つのＨｉｇｈ信号入力により、ＮＯ
Ｒゲート５０９は定常的にＬｏｗ信号を出力する。ＮＯ
Ｒゲート５０９の出力がＬｏｗ信号となると、ＮＰＮト
ランジスタ５０４はＯＦＦ状態となり、駆動回路の励振
信号は停止される。
【００４５】ここで、超音波モータ駆動回路２１を構成
する各素子の値は、回路設計上理論的に計算されている
ので、超音波モータ駆動回路１１に発生する励振信号は
期待通りの周波数が得られるはずであるが、実際の製造
工程においては、駆動回路は、回路を構成する各素子の
特性の誤差、使用環境条件による誤差等を含んでおり、
必ずしも期待通りの周波数、振幅の振動波を発生すると
は限らない。
する各素子の値は、回路設計上理論的に計算されている
ので、超音波モータ駆動回路１１に発生する励振信号は
期待通りの周波数が得られるはずであるが、実際の製造
工程においては、駆動回路は、回路を構成する各素子の
特性の誤差、使用環境条件による誤差等を含んでおり、
必ずしも期待通りの周波数、振幅の振動波を発生すると
は限らない。
【００４６】そこで、図２に図示しない電流計７０４
は、定常電流時のＮＡＮＤゲート５０７の電気特性を測
定し、駆動回路の実際の動作状態を解析する情報を提供
する。該情報により、補正が必要と判断されたときは、
位相調整回路７０２を構成する可変抵抗２１３、あるい
は、可変コンデンサ２１６あるいは可変コンデンサ５０
５の値を微調整することにより、位相のずれを補正す
る。
は、定常電流時のＮＡＮＤゲート５０７の電気特性を測
定し、駆動回路の実際の動作状態を解析する情報を提供
する。該情報により、補正が必要と判断されたときは、
位相調整回路７０２を構成する可変抵抗２１３、あるい
は、可変コンデンサ２１６あるいは可変コンデンサ５０
５の値を微調整することにより、位相のずれを補正す
る。
【００４７】また、駆動回路の特性測定方法及び位相調
整方法に関しては、第１の実施の形態の説明において図
３乃至図５を参照して説明した内容が本第２の実施の形
態においても有効である。特に駆動回路の測定において
は昇圧回路５０１の直前の増幅回路の特性(中でも前記I
OH/IOL)によって位相を調整することが有効である。以
上説明したように、本実施の形態においては、昇圧回路
を備えたことにより、低電力電源で安定した動作をさせ
ることが可能であり、また、停止信号発生回路を備えた
ことにより、動作、停止を簡易に制御することが可能で
ある超音波モータ装置において、理論上計算された値の
素子により大まかに位相設定された超音波モータ駆動回
路の励振信号の位相を、何らかの特性測定方法によって
測定し、該測定によって得られた情報に基づいて位相の
微調整をすることが可能な構成となっているので、各製
品間の特性の格差を簡単に補正し、超音波モータ装置の
特性を向上するとともにばらつきを小さくすることが可
能となる。当然のことながら図８に示したように、昇圧
回路を有しない通常のコルピッツ型の発振回路を利用し
た場合においても駆動回路、あるいは超音波モータ装置
の特性を測定し、該測定によって得られた情報に基づい
て抵抗８０３、あるいは可変コンデンサ８０４、あるい
は可変コンデンサ８０５を調整し位相の微調整をするこ
とで、各製品間の特性の格差を簡単に補正し、超音波モ
ータ装置の特性を向上することが可能となる。 (第３の実施の形態)図９は、本発明の超音波モータ付き
電子機器の第３の実施の形態のブロック図を示したもの
である。先の実施の形態に示した超音波モータを用いて
超音波モータの移動体（１０８）と一体に動作する伝達
機構（８０１）と伝達機構（８０１）の動作に基づいて
動作する出力機構２０とを設ける構成とすることにより
超音波モータ装置付き電子機器が実現できる。伝達機構
（８０１）としては、好ましくは歯車や摩擦車等の伝達
車等を用いる。出力機構（８０２）としては好ましくは
カメラにおいてシャッタ駆動機構、絞り駆動機構、レン
ズ駆動機構等を、電子時計あるいは刃具送り機構や加工
部材送り機構等を用いる。本発明の超音波モータ装置付
き電子機器としては好ましくは電子時計、計測器、カメ
ラ、プリンタ、印刷機、工作機械、ロボット、移動装置
などが実現できる。さらに、移動体に出力軸を取り付
け、出力軸からのトルクを伝達するための動力伝達機構
を有する構成とすれば、超音波モータの駆動装置が実現
できる。
整方法に関しては、第１の実施の形態の説明において図
３乃至図５を参照して説明した内容が本第２の実施の形
態においても有効である。特に駆動回路の測定において
は昇圧回路５０１の直前の増幅回路の特性(中でも前記I
OH/IOL)によって位相を調整することが有効である。以
上説明したように、本実施の形態においては、昇圧回路
を備えたことにより、低電力電源で安定した動作をさせ
ることが可能であり、また、停止信号発生回路を備えた
ことにより、動作、停止を簡易に制御することが可能で
ある超音波モータ装置において、理論上計算された値の
素子により大まかに位相設定された超音波モータ駆動回
路の励振信号の位相を、何らかの特性測定方法によって
測定し、該測定によって得られた情報に基づいて位相の
微調整をすることが可能な構成となっているので、各製
品間の特性の格差を簡単に補正し、超音波モータ装置の
特性を向上するとともにばらつきを小さくすることが可
能となる。当然のことながら図８に示したように、昇圧
回路を有しない通常のコルピッツ型の発振回路を利用し
た場合においても駆動回路、あるいは超音波モータ装置
の特性を測定し、該測定によって得られた情報に基づい
て抵抗８０３、あるいは可変コンデンサ８０４、あるい
は可変コンデンサ８０５を調整し位相の微調整をするこ
とで、各製品間の特性の格差を簡単に補正し、超音波モ
ータ装置の特性を向上することが可能となる。 (第３の実施の形態)図９は、本発明の超音波モータ付き
電子機器の第３の実施の形態のブロック図を示したもの
である。先の実施の形態に示した超音波モータを用いて
超音波モータの移動体（１０８）と一体に動作する伝達
機構（８０１）と伝達機構（８０１）の動作に基づいて
動作する出力機構２０とを設ける構成とすることにより
超音波モータ装置付き電子機器が実現できる。伝達機構
（８０１）としては、好ましくは歯車や摩擦車等の伝達
車等を用いる。出力機構（８０２）としては好ましくは
カメラにおいてシャッタ駆動機構、絞り駆動機構、レン
ズ駆動機構等を、電子時計あるいは刃具送り機構や加工
部材送り機構等を用いる。本発明の超音波モータ装置付
き電子機器としては好ましくは電子時計、計測器、カメ
ラ、プリンタ、印刷機、工作機械、ロボット、移動装置
などが実現できる。さらに、移動体に出力軸を取り付
け、出力軸からのトルクを伝達するための動力伝達機構
を有する構成とすれば、超音波モータの駆動装置が実現
できる。
【００４８】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、回路設計
上理論的に計算された値の素子で構成された超音波モー
タ駆動回路における、位相の理論値とのずれを補正でき
る構成となっているため、当該超音波モータ装置の特性
を向上するとともに個々の装置のばらつきを小さくする
ことができる。請求項１２記載の発明によれば、請求項
１記載の発明の効果に加えて、昇圧回路を備えたことに
より、低電力電源で安定した動作をさせることが可能と
なり、また、停止信号発生回路を備えたことにより、超
音波モータ装置の動作、停止を簡易に制御することが可
能となる。
上理論的に計算された値の素子で構成された超音波モー
タ駆動回路における、位相の理論値とのずれを補正でき
る構成となっているため、当該超音波モータ装置の特性
を向上するとともに個々の装置のばらつきを小さくする
ことができる。請求項１２記載の発明によれば、請求項
１記載の発明の効果に加えて、昇圧回路を備えたことに
より、低電力電源で安定した動作をさせることが可能と
なり、また、停止信号発生回路を備えたことにより、超
音波モータ装置の動作、停止を簡易に制御することが可
能となる。
【図１】本発明に係る超音波モータ装置の第１の実施の
形態である超音波モータ装置１０を示すブロック図。
形態である超音波モータ装置１０を示すブロック図。
【図２】超音波モータ装置１０を駆動する超音波モータ
駆動回路１１を示す回路図。
駆動回路１１を示す回路図。
【図３】図２中のＡの部分を代替する位相調整用コンデ
ンサ回路の例を示す回路図。
ンサ回路の例を示す回路図。
【図４】本発明の超音波モータ装置を適用した第１の実
施の形態において、特性測定手段を周波数カウンタとし
た場合を示すブロック図。
施の形態において、特性測定手段を周波数カウンタとし
た場合を示すブロック図。
【図５】本発明の超音波モータ装置を適用した第１の実
施の形態において、特性測定手段を回転計とした場合を
示すブロック図。
施の形態において、特性測定手段を回転計とした場合を
示すブロック図。
【図６】本発明に係る超音波モータ装置の第２の実施の
形態である超音波モータ装置２０を示すブロック図。
形態である超音波モータ装置２０を示すブロック図。
【図７】超音波モータ装置２０を駆動する超音波モータ
駆動回路２１を示す回路図。
駆動回路２１を示す回路図。
【図８】本実施例におけるコルピッツ型の発振回路を用
いた超音波モータ駆動回路３１を示す回路図。
いた超音波モータ駆動回路３１を示す回路図。
【図９】本発明の超音波モータ装置付き電子機器の第３
の実施の形態の構成を示すブロク図である。
の実施の形態の構成を示すブロク図である。
１０１ 振動体 １０２ 圧電素子 １０３ａ，１０３ｂ 電極パターン １０４ａ，１０４ｂ 結線 １０８ 移動体 １０９ 加圧手段 ５０１ 昇圧回路 ５０２ 増幅回路 ６０１ 停止信号発生回路 ７０１ 位相設定回路 ７０２ 位相調整回路 ７０３ 電源 ７０４ 電流計 ７０５ 周波数カウンタ ７０６ 回転計
Claims (13)
- 【請求項１】 少なくとも圧電素子からなる振動体は、
少なくとも増幅回路と位相設定回路と接続され、振動体
を所定の共振モードで自励発振させる駆動回路を構成
し、振動体に発生する振動波によって移動体を摩擦駆動
する超音波モータ装置において、 超音波モータ駆動回路の特性、あるいは、超音波モータ
装置の特性を測定する特性測定手段と、 前記特性測定手段による測定値を解析した結果に基づい
て、位相設定回路によって設定された位相のずれを補正
する位相調整部と、を備えたことを特徴とする超音波モ
ータ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の超音波モータ装置におい
て、測定する超音波モータ装置の特性は回転数、トル
ク、消費電流、発振周波数、駆動電圧範囲の何れかであ
ることを特徴とする超音波モータ装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の超音波モータ駆動回路に
おいて、測定する超音波モータ駆動回路の特性は増幅回
路の電圧増幅度、もしくは電流増幅度であることを特徴
とする超音波モータ装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の超音波モータ駆動回路に
おいて、測定する超音波モータ駆動回路の特性は増幅回
路のHighレベル時の出力電流IOH、もしくはLOWレベル時
の出力電流IOLであることを特徴とする超音波モータ装
置。 - 【請求項５】 請求項４記載の超音波モータ駆動回路に
おいて、増幅回路のHighレベル時の出力電流IOH、LOWレ
ベル時の出力電流IOLの比IOH/IOLの値に応じて位相調整
部を調整するであることを特徴とする超音波モータ装
置。 - 【請求項６】 請求項１記載の超音波モータ駆動回路に
おいて、測定する超音波モータ駆動回路の特性は少なく
とも圧電素子からなる振動体によって構成されるステー
タ部の消費電流、もしくは発振周波数であることを特徴
とする超音波モータ装置。 - 【請求項７】 請求項１から６記載の超音波モータ装置
において、 位相調整部は、位相調整回路であることを特徴とする超
音波モータ装置。 - 【請求項８】 請求項７記載の超音波モータ装置におい
て、 位相調整回路は、抵抗及びコンデンサを含むフィルタ回
路であることを特徴とする超音波モータ装置。 - 【請求項９】 請求項８記載の超音波モータ装置におい
て、 抵抗あるいはコンデンサのうち少なくとも１つの素子は
可変素子であることを特徴とする超音波モータ装置。 - 【請求項１０】 請求項８記載の超音波モータ装置にお
いて、 複数のコンデンサを並列接続した回路を備えることを特
徴とした超音波モータ装置。 - 【請求項１１】 請求項１記載の超音波モータ装置にお
いて、 位相調整部は、適当な回路素子を選択的に挿入配置可能
としたことを特徴とする超音波モータ装置。 - 【請求項１２】 請求項１記載の超音波モータ装置にお
いて、 増幅回路の出力電圧を昇圧し、圧電素子に形成された電
極パターンを励振駆動する昇圧回路と、 増幅回路の増幅機能の実行及び停止を外部から選択する
停止信号発生回路と、を備えたことを特徴とする超音波
モータ装置。 - 【請求項１３】 請求項１ないし請求項１２のいずれか
１項に記載の超音波モータを有し、移動体と一体に動作
する伝達機構と、伝達機構の動作に基づいて動作する出
力機構の動作に基づいて動作する出力機構とを有するこ
とを特長とする超音波モータ装置付き電子機器。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP10984198A JP4080590B2 (ja) | 1997-05-08 | 1998-04-20 | 超音波モータ装置および超音波モータ装置付き電子機器 |
| US09/074,361 US6064138A (en) | 1997-05-08 | 1998-05-07 | Ultrasonic wave motor device and electronic apparatus having ultrasonic wave motor device |
| EP98303643A EP0877429B1 (en) | 1997-05-08 | 1998-05-08 | Ultrasonic wave motor device and electronic apparatus having ultrasonic wave motor device |
| DE69819072T DE69819072T2 (de) | 1997-05-08 | 1998-05-08 | Ultraschallwellenmotoranordnung und elektronisches Gerät mit Ultraschallwellenmotoranordnung |
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| JP9-117712 | 1997-05-08 | ||
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|---|---|
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| JPH1127964A5 JPH1127964A5 (ja) | 2005-08-11 |
| JP4080590B2 JP4080590B2 (ja) | 2008-04-23 |
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| JP2001218484A (ja) * | 1999-11-26 | 2001-08-10 | Seiko Instruments Inc | 超音波モータ及び超音波モータ付き電子機器 |
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| JP4570716B2 (ja) * | 1999-12-13 | 2010-10-27 | セイコーインスツル株式会社 | 超音波モータ及び超音波モータ付き電子機器 |
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-
1998
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- 1998-05-07 US US09/074,361 patent/US6064138A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-08 EP EP98303643A patent/EP0877429B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-08 DE DE69819072T patent/DE69819072T2/de not_active Expired - Fee Related
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